#2020.04.19 자율주행 기술 : 센서 타입(레이더, 라이다 센서)

오늘은 자율주행 기술에 대해 알아보겠습니다.

자율주행 기술은 운전자의 개입을 최소화하고 자동차가 "알아서" 운전하는 기술인데요. 운전자가 개입하는 정도에 따라 5단계로 나눌 수 있습니다. 최근 출시되는 신차에는 3단계 기술이 적용되어 있는데 같이 한 번 볼까요?

아래 표에서처럼 자율주행 기술이 나오기 전 저희는 0단계 차량을 타고 다녔어요. 운전이란 게 재미도 있지만 어느 정도 긴장을 하기 때문에 피곤하기도 하죠. 지금은 기술이 발전해서 3단계 기술이 적용된 차량을 탈 수 있는데 고속도로에서 이 기능을 켜면 정말 편합니다 ㅎㅎ 조만간 영상을 찍어서 한 번 보여드릴게요!ㅎㅎ

자율주행 기술의 5단계

조금 더 소비자 레벨에서 나뉘어진 레벨은 아래를 참고하세요^^

현재 미국 실리콘밸리에서는 이미 5단계 기술을 사용하여 여러 가지 서비스를 시행하고 있습니다. 수많은 서비스가 있지만 앞으로 하나씩 소개하기로 하구요, 맛보기로 현대자동차는 코나EV를 사용하여 중국 자율주행기술 업체 PONY AI와 함께  배달서비스를 하고 있습니다. 자동차에 택배를 실어 고객의 집앞까지 배달해주는 것이죠 ㅎㅎ 우리 나라처럼 아파트가 많은 곳은 어렵겠지만 미국처럼 단독 주택이 많은 곳은 충분히 가능하답니다 ㅎㅎ

코나EV와 PONY AI의 기술 합작

자율주행 자동차에는 여러 가지 센서가 장착되는데요. 카메라 센서, 레이더 센서, 라이다 센서 등이 사용됩니다.

카메라 센서에는 후방 감시 카메라, 다기능 전방 카메라, 어라운드 뷰 카메라, 스테레오 카메라, 야간 감시 카메라, 운전자 모니터링 카메라 등이 사용돼요. 참으로...복잡하죠?ㅎㅎ 앞으로 이러한 카메라들이 차선이탈경보시스템(LDWS), 차선이탈자동복귀시스템(LKAS), 교통표지판인식(TSR), 긴급제동시스템(AEB) 같은 기술에 어떻게 사용되는지 하나씩 알아보겠습니다.

다음은 레이더센서인데요. 영어로 RADAR. RAdio Detection And Ranging의 약자입니다. 사실 약자까지 알 필욘 없구요, 중요한 점은 전파를 사용하여 주변 사물과의 거리와 속도를 측정할 수 있다는 사실이에요. 레이더 센서는 온도, 습도, 소음, 먼지, 빛 등에 영향을 받지 않기 때문에 가혹한 환경에서도 안정적으로 거리 측정을 할 수 있고 벽 넘어에 있는 움직임까지도 감지할 수 있습니다. 레이더 센서는 현재 차량 1대당 1~3대 정도가 장착되고 있고 앞으로 원가 절감을 통해 5대까지 장착될 예정이라고 하네요. 

하얀색 별표로 표시된 부분이 레이더센서입니다.

그럼 라이다센서는 뭘까요? 영어로 LIDAR, LIght Detection And Ranging 즉, 빛을 이용해서 거리, 속도, 온도 등을 측정하는 센서입니다. 여기서의 빛은 '레이저'를 의미하구요 이전에 우주 탐사나 항공 지도에서 지형지물 파악을 위해 사용되던 기술인데 그만큼 고난이도 기술이 자동차에도 적용된다는 뜻이에요 ㅎㅎ 레이더 센서보다 더 정밀한 위치 측정이 가능한 것으로 알려져있지만 가격이 비싸다는 단점이 있습니다.

지붕 위에 달려있는 센서가 라이다센서입니다.

자율주행 기술의 핵심은 각 센서들을 융합하는 센서 퓨전 기술입니다. 아래 그림의 왼쪽을 보면 카메라, 레이더, 라이다 센서뿐만 아니라 이동하는 물체를 감지하는 IMU센서, 위치를 측정하는 GPS센서도 사용됩니다. 각 센서의 구체적인 동작을 이해하는 데는 시간이 걸리니까 일단 총 5종류의 센서가 사용된다고 기억할게요 ㅎㅎ 

자율주행 자동차의 각 센서가 하는 역할

자동차는 5종류의 센서를 통해 물체를 감지하고 주변 상황을 인식합니다. 이 과정을 '인식' 과정이라고 하구요, 이를 통해 어떻게 움직일지가 결정되어 엔진이나 스티어링 휠, 브레이크 등을 제어하는 과정을 '모션 플래닝' 과정이라고 합니다. 단순하게 센서로 인식해서 어떻게 움직일지 결정한다! 라고 생각하면 될 것 같습니다 ㅎㅎ

현재 네이버에서도 이와 같은 기술을 연구하고 있는데 잠깐 아래 그림을 볼까요? 

각종 센서로부터 얻는 정보를 통해 필요한 물체를 인식하는 모습이 보입니다. 앞에 빨간색 네모 안에 차가 있으니 차간 간격을 조절할 것이고 오른편에 있는 파란색 네모 안의 차가 차선 변경을 할 수 있으니 이것도 모니터링해야되겠죠? ㅎㅎ 그리고 차량이 많은 복잡한 환경이거나 보행자가 있을 경우에도 동작해야하기 때문에 3D 맵을 기반으로 해서 수많은 움직임을 감지합니다. 그만큼 데이터 처리 속도가 굉장히 빨라야 하기 때문에 5G 기술이 필요한 것이구요.

한 번에 모든 것을 설명하긴 어렵고 저도 아직 모르는 부분이 많습니다 ㅎㅎ 오늘은 여기까지 정리하고 다시 돌아올게요.^^